1 курс. Солянка / физика / лабы / 5a / LAB_1.5a

ИТМО

Кафедра физики

Студент группы №1322 Смагин А.Н.

Отчет по Лабораторной работе № 5а

Измерение ускорения свободного падения

с помощью оборотного маятника.

Цель работы: Экспериментальная проверка закономерностей физического маятника.

Описание метода: В физике под маятником понимают твердое тело, совершающее под действием силы тяжести колебания вокруг неподвижной точки или оси. Математическим маятником называют идеализированную систему, состоящую из невесомой и нерастяжимой нити, на которой подвешена масса, сосредоточенная в одной точке. Если колеблющееся тело нельзя представить как материальную точку, маятник называют физическим. При отклонении маятника от положения равновесия на угол  возникает вращательный момент, стремящийся вернуть маятник в положение равновесия. Этот момент равен N = –mgl sin , где m - масса маятника, а l - расстояние между точкой подвеса и центром масс маятника. Обозначив момент инерции маятника относительно оси, проходящей через точку подвеса, буквой I, можно написать I = – mgl sin . Период колебаний физического маятника определяется выражением

Т очка на прямой, соединяющая точку подвеса с центром масс, лежащая на расстоянии приведенной длины от оси вращения, называется центром качания физического маятника. Можно показать, что при подвешивании маятника в центр качания приведенная длина, а значит и период колебаний будут теми же, что и вначале. При переносе точки подвеса в центр качания прежняя точка подвеса становится новым центром качания.

Схема установки

На этом свойстве основано определение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника. Оборотным называется маятник, у которого имеется две параллельные друг другу, закрепленные вблизи его концов опорные призмы, за которые он может поочередно подвешиваться. Вдоль маятника могут перемещаться и закрепляться на нем тяжелые грузы. Перемещением грузов добиваются того, чтобы при подвешивании маятника за любую из призм период колебаний был одинаков. Тогда расстояние между опорными призмами будет равно lпр . Измерив период колебаний, можно по формуле

найти ускорение свободного падения g.

Перечень приборов и принадлежностей: Используется физический маятник, называемый оборотным. Время измеряется электронным секундомером. Запуск и останов секундомера производится от сигнала фотодатчика, когда маятник проходит положение равновесия.

Результаты измерений:

x, см	t1	t2

Время t при N=10 колебаний маятника

x – расстояние регулировочного груза от конца стержня.